DE10117028B4 - Refractory Resistor, Method of Making, Offset and Shaped Articles Thereof - Google Patents
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Abstract
Aus der Schmelze erstarrter Resistor, insbesondere für einen feuerfesten Formkörper oder eine feuerfeste Masse, ausgebildet zumindest aus einer feuerfesten mineralischen metalloxidischen Hauptkomponente, wobei Elastifizierer der allgemeinen Formel A2+B3+ 2O4 in derartiger Menge vorhanden sind, daß die Löslichkeit der Hauptkomponente hierfür überschritten ist und die Elastifizierer Ausscheidungsfelder in der Hauptkomponente bilden, wobei der Resistor durch gemeinsames Erschmelzen der Hauptkomponente und der die Elastifizierer ausbildenden Oxide erzeugt ist und die Elastifizierer aus den Elementen A2+ = Fe, Mg, Mn, Zn und B3+ = Fe, Al, Mn ausgebildet werden.From the melt solidified Resistor, particularly for a refractory mold body, or a refractory material is formed of at least one refractory mineral metal oxide main component, said elasticizer of the general formula A 2+ B 3+ 2 O 4 are present in such an amount that the solubility of the main component is exceeded and the elastifiers form precipitate fields in the main component, wherein the resistor is generated by co-melting of the main component and the elastifiers forming oxides and the elastifiers of the elements A 2+ = Fe, Mg, Mn, Zn and B 3+ = Fe, Al, Mn be formed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Resistor für einen feuerfesten Formkörper, ein Verfahren zu seiner Herstellung, einen Versatz zum Herstellen des feuerfesten Formkörpers, einen feuerfesten Formkörper und eine feuerfeste Masse, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Formkörpers.The The invention relates to a resistor for a refractory molding, a Process for its preparation, an offset for producing the refractory shaped body, a refractory molded body and a refractory composition, and a method of making the Molding.
Als Resistor wird im Rahmen der Erfindung der Träger der Feuerfestigkeit und damit üblicherweise auch die Hauptkomponente eines feuerfesten Formkörpers oder feuerfester Massen bezeichnet. Dieser Begriff umfasste bisher im Wesentlichen reine metalloxidische, mineralische, feuerfeste Substanzen wie MgO, Al2O3, Doloma, d.h. calcinierter Dolomit, Spinell, oder ähnliches.As a resistor in the context of the invention, the carrier of the refractoriness and thus usually also referred to the main component of a refractory shaped body or refractory masses. This term has hitherto essentially included pure metal oxide, mineral, refractory substances such as MgO, Al 2 O 3 , doloma, ie calcined dolomite, spinel or the like.
Als Elastifizierer werden nachfolgend Minerale bezeichnet, welche aufgrund einer eigenen, relativ hohen Feuerfestigkeit, aber einer zum Resistor unterschiedlichen Temperaturdehnung, durch Mikrorißbildung und weitere Effekte zu einer Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit einer Mischung aus Resistor und Elastifizierer – im Gegensatz zum reinen Resistor – führen.When Elastifers are hereinafter referred to as minerals, due to their own, relatively high fire resistance, but one to the resistor different thermal expansion, by microcracking and further effects to an increase the thermal shock resistance a mixture of Resistor and Elastifizierer - in contrast to the pure resistor - lead.
Feuerfeste Formkörper, insbesondere basische, feuerfeste Materialien auf der Basis von Magnesia und Doloma werden bei allen Hochtemperaturprozessen mit basischem Schlackenangriff, wie z.B. bei der Zement-, Kalk-, Dolomit-, Eisen- und Stahlerzeugung sowie bei der Nichteisenmetallerzeugung und in der Glasindu strie, als Auskleidungsmaterial für Öfen und Gefäße verwendet. Bei hoher Feuerfestigkeit und guter chemischer Beständigkeit weisen diese Materialien bzw. Formkörper jedoch eine hohe Sprödigkeit, d.h. einen hohen Elastizitätsmodul auf.refractory Moldings, in particular basic refractory materials based on Magnesia and Doloma are involved in all high-temperature processes basic slag attack, e.g. in cement, lime, dolomite, Iron and steel production and non-ferrous metal production and in the glass industry, as lining material for stoves and Used vessels. High fire resistance and good chemical resistance However, these materials or moldings have a high brittleness, i.e. a high modulus of elasticity on.
Hierbei ist festzustellen, daß Formkörper auf Basis von Schmelzmagnesia deutlich spröder sind als Formkörper auf der Basis von Sintermagnesia. Naturgemäß weist jedoch die Schmelzmagnesia eine deutlich höhere Resistenz gegen thermochemischen Angriff auf als Sintermagnesia. Insofern wäre es wünschenswert, Schmelzmagnesia bzw. Formkörper oder Massen auf Basis von Schmelzmagnesia in Bereichen einzusetzen, in denen ein hoher thermochemischer Angriff, insbesondere ein Angriff dünnflüssiger, basischer Schlacken, stattfindet. Dies ist insbesondere im Drehrohrofen für die Zementerzeugung der Fall. Gerade in Zementdrehrohröfen ist jedoch eine erhebliche mechanische Belastung des feuerfesten Futters vorhanden, so daß bekannte Formkörper auf Basis von Schmelzmagnesia in derartigen Brennaggregaten nicht erfolgreich eingesetzt werden können, da ihre Sprödigkeit die eingetragenen Spannungen, insbesondere Ringspannungen, nicht verkraftet.in this connection It should be noted that moldings on Base of fused magnesia are significantly more brittle than molded bodies the base of sintered magnesia. Naturally, however, the enamel magnesia has a much higher one Resistance to thermochemical attack on as sintered magnesia. In that sense would be it desirable, fused magnesia or shaped body or to use masses based on fused magnesia in areas in those a high thermochemical attack, especially an attack thinner, basic slag, takes place. This is especially true in the rotary kiln for the Cement production the case. Especially in cement rotary kilns is However, a significant mechanical load on the refractory lining present, so that known moldings based on fused magnesia in such firing aggregates not can be used successfully because of their brittleness the entered voltages, in particular ring voltages, not coped.
Formkörper auf Basis von Schmelzmagnesia sind selbst dann Formkörpern auf Basis von Sintermagnesia in derartigen Brennaggregaten unterlegen, wenn eine Elastifizierung des Formkörpers erfolgt.Shaped on The basis of fused magnesia are molded bodies based on sintered magnesia inferior in such burners, if an elastification of the molding he follows.
Zur Elastifizierung, d.h. zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) basischer, feuerfester Materialien wurden in der Vergangenheit zahlreiche Maßnahmen ergriffen. So wird z.B. in Harders/Kienow, Feuerfestkunde, Herstellung, Eigenschaften und Verwendung feuerfester Baustoffe, Springer-Verlag 1960, Kapitel 5.5, Seite 755, vorgeschlagen, basische, feuerfeste Materialien mit Chromerz zu versetzen, wobei insbesondere die Chromerzmenge und die optimale Kornfraktion des Chromerzes definiert wurden. Um eine ausreichende Temperaturwechselbeständigkeit zu erlangen, sind dabei Chromerzmengen zwischen 15 und 30 Gew.-% notwendig. Die elastifizierende, d.h. den E-Modul senkende Wirkung des Chromerzes als Temperaturwechselbeständigkeitskomponente wird von W. Späth in "Zur Temperaturwechselbeständig keit feuerfester Stoffe", Radex-Rundschau, Jahrgänge 1960-1961, Seite 673-688, Österreichisch-Amerikanische Magnesitaktiengesellschaft, Radenthein/Kärnten, durch Gefügeverspannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungskoeffizienten zwischen Magnesia und Chromerz erklärt. Entscheidende Nachteile der Anwendung von Chromerz als Temperaturwechselbeständigkeitsverbesserer sind jedoch, daß bei einem Wechsel der Ofenatmosphäre Materialermüdungen stattfinden und daß durch Oxidation unter der Wirkung von Alkalien das im Chromerz in dreiwertiger Form vorliegende Chromoxid in toxisches, sechswertiges Chromoxid überführt wird, mit allen damit unter arbeitshygienischen und entsorgungstechnischen Gesichtspunkten verbundenen Problemen.to Elastification, i. to improve the thermal shock resistance (TWB) basic, refractory materials have been used in the past numerous measures taken. For example, in Harders / Kienow, refractories, production, Properties and use of refractory materials, Springer-Verlag 1960, chapter 5.5, page 755, proposed basic, refractory Materials with chrome ore, in particular the chromium ore and the optimum grain fraction of the chrome ore were defined. Around to obtain a sufficient thermal shock resistance, are while chromium ore amounts between 15 and 30 wt .-% necessary. The elasticizing, i.e. the E-modulus lowering effect of the chromium ore as a thermal shock resistance component is by W. Späth in "For thermal shock resistance refractory materials ", Radex Rundschau, vintages 1960-1961, page 673-688, Austrian-American Magnesitaktiengesellschaft, Radenthein / Carinthia, by structural tension due to different thermal expansion coefficients between Magnesia and Chrome ore. Decisive disadvantages the application of chrome ore as a thermal shock resistance improver are, however, that at a change of the furnace atmosphere material fatigue take place and that through Oxidation under the action of alkalis that in chromium ore in trivalent Form chromium oxide is converted into toxic, hexavalent chromium oxide, with all thus under occupational hygiene and disposal technology Aspects related problems.
Es ist ferner aus der AT-PS 158 208 bekannt, Magnesiasteinen zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit Tonerdepulver, Korund- und Aluminiumpulver zuzusetzen, wobei beim Steinbrand in situ Spinell gebildet wird. Der dabei gebildete Aluminium-Magnesium-Spinell ist in der Matrix konzentriert und z.T. nicht ausreagiert, so daß beim Angriff solcher Steine durch Schlacken bevorzugt die für die Festigkeit entscheidende Matrix zerstört wird. Auch ein derartiger Magnesium-Aluminium-Spinell weist gegenüber der reinen Magnesia einen anderen Wärmedehnungskoeffizienten auf, so daß sich hierdurch ebenfalls Gefügeverspannungen und damit Mikrorisse ergeben.It is also known from AT-PS 158 208, Magnesiasteinen to improve the thermal shock resistance alumina powder, corundum and aluminum powder to add, wherein the rock fire in situ spinel is formed. The resulting aluminum-magnesium spinel is concentrated in the matrix and partly not fully reacted, so that when attacking such stones by slag preferably decided on the strength dende matrix is destroyed. Such a magnesium-aluminum spinel also has a different coefficient of thermal expansion compared with pure magnesia, so that this also results in structural stresses and thus in microcracks.
Eine erhebliche Verbesserung sowohl der Temperaturwechselbeständigkeit als auch der chemischen Beständigkeit von Magnesiasteinen konnte erst durch Hinzusetzen von vorsynthetisiertem Magnesium-Aluminium-Spinell in Form von Sinter oder Schmelzspinell erreicht werden, wobei die üblichen Zusatzmengen zwischen 15 und 25 Gew.-% liegen. Der Elastizitätsmodul läßt sich mit dieser Maßnahme auf etwa 20 GPa senken. Nachteile bestehen jedoch nach wie vor dadurch, daß diese Spinellkomponente eine Reaktionsbereitschaft mit Schlacken aufweist und somit ein Verschleiß im Bereich der Spinellmatrix stattfindet, der letztlich auch zu einem beschleunigten Resistorabbau führt.A Significant improvement in both the thermal shock resistance as well as the chemical resistance of magnesia stones could only be achieved by adding pre-synthesized Magnesium-aluminum spinel in the form of sintered or melted spinel be achieved, the usual Additional amounts between 15 and 25 wt .-% are. The modulus of elasticity let yourself with this measure lower to about 20 GPa. However, there are still disadvantages that these Spinel component has a reactivity with slags and thus a wear in the The area of the spinel matrix takes place, which ultimately also becomes one accelerated Resistor degradation leads.
Aus
der
Aus
der
- – 23 bis 55 Gew.-% FeO
- – < 15 Gew.-% MgO
- – 54 bis 65 Gew.-% Al2O3
- – < 3 Gew.-% Verunreinigung
- - 23 to 55 wt .-% FeO
- - <15 wt .-% MgO
- - 54 to 65 wt .-% Al 2 O 3
- - <3 wt .-% impurity
Die unter Verwendung dieses Spinells hergestellten und gebrannten, feuerfesten Steine sollen eine deutlich verbesserte Duktilität aufweisen. Ferner wird in dieser Druckschrift ausgeführt, daß die Sintermagnesia auch durch Schmelzmagnesia ersetzt werden könne. Bei derartigen feuerfesten Produkten ist jedoch von Nachteil, daß die Spinelle vom Hercynit-Typ dazu neigen, MgO aus dem feuerfesten Resistor zu lösen und in sich aufzunehmen. Die Löslichkeitsgrenze des Spinells vom Hercynit-Typ für MgO liegt bei 15 bis 20 %. Umgekehrt ist das MgO in der Lage, Teile des Hercynit-Spinells bzw. der ihn ausbildenden Oxide FeO und Al2O3 in sich aufzunehmen. Es wurde deshalb bei derartigen feuerfesten Formkörpern eine unerwünschte Gefügeschwächung durch Diffusionsvorgänge und gegenseitiges Anlösen der Bestandteile beobachtet, wobei ein deutliches Diffusionsgefälle in Richtung von MgO zum Spinell wegen der höheren Diffusionsgeschwindigkeit des Mg2+ besteht (W. Schulle, Feuerfeste Werkstoffe, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1990, S. 254). Ferner ist von Nachteil, daß bei der Verwendung von Schmelzmagnesia der elastifizierende Anteil des Spinells nicht hoch genug ist, um diesen Resistor für Drehrohröfen bei ausreichend hoher thermochemischer Beständigkeit geeignet zu machen.The refractory bricks made and fired using this spinel are said to have significantly improved ductility. Furthermore, it is stated in this document that the sintered magnesia could also be replaced by fused magnesia. However, such refractory products have the disadvantage that the hercynite-type spinels tend to dissolve and take up MgO from the refractory resistor. The solubility limit of the hercynite-type spinel for MgO is 15 to 20%. Conversely, the MgO is able to incorporate parts of the hercynite spinel or its constituent oxides FeO and Al 2 O 3 . It was therefore observed in such refractory moldings an undesirable Gefügeschwächung by diffusion processes and mutual dissolution of the constituents, with a significant diffusion gradient in the direction of MgO to spinel because of the higher diffusion rate of Mg 2+ is (W. Schulle, refractory materials, German publishing house for basic industries , 1990, p. 254). It is also disadvantageous that, when using fused magnesia, the elasticizing portion of the spinel is not high enough to make this resistor suitable for rotary kilns with sufficiently high thermochemical resistance.
In
der deutschen Patentschrift
Die
deutsche Auslegeschrift
In
der deutschen Patentschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, einen feuerfesten Resistor zu schaffen, der bei einer sehr hohen thermochemischen Beständigkeit eine ausreichende Duktilität auch für den Einsatz in mechanisch hoch beanspruchten Aggregaten aufweist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung, einen Versatz und einen Formkörper daraus.task The invention is to provide a refractory resistor, the with a very high thermochemical resistance sufficient ductility also for has the use in mechanically highly stressed aggregates, and a method for its production, an offset and a moldings it.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 14, 23, 31 und 33 gelöst.These The object is solved by the features of claims 1, 14, 23, 31 and 33.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments are given in the respective dependent subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Schmelzmagnesia bzw. generell ein erschmolzener und damit an sich spröder Resistor derart konditioniert, daß er eine erhöhte Duktilität bzw. höhere Elastizität aufweist, so daß dieser Resistor bei hoher thermochemischer Beständigkeit auch in mechanisch hoch belasteten Aggregaten wie Drehrohröfen eingesetzt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Spinellbildner während des Schmelzvorganges vorhanden ist, so daß die nach dem Schmelzen entstandenen Resistorkörner Ausscheidungen bzw. Ausscheidungsfelder aufweisen, in denen Spinell konzentriert ist. Hierbei wird die Zugabe von Spinellbildnern derart dosiert, daß die Löslichkeit des Resistors für diesen Spinellbildner überschritten wird, wobei durch die exakte Zudosierung des Spinellbildners somit die Anzahl und überraschenderweise auch die Größe der Ausscheidungsfelder bestimmbar ist.According to the invention is a Melt magnesia or generally a molten and thus inherently brittle resistor conditioned so that he an increased ductility or higher elasticity so that this Resistor with high thermochemical resistance also in mechanical highly loaded units such as rotary kilns can be used. This is inventively characterized achieved that the Spinel former during the melting process is present, so that the resulting after melting Resistor grains excreta or precipitation fields in which spinel concentrates is. In this case, the addition of spinel formers is metered in this way, that the solubility of the resistor for exceeded this spinel former is, whereby by the exact metering of the spinel former thus the number and, surprisingly, too the size of the elimination fields is determinable.
Es ist ferner überraschend, daß eine ausreichende Elastifizierung des erschmolzenen Resistors möglich ist, obwohl zwischen den einzelnen, während des Sinterbrandes miteinander verbundenen Schmelzmagnesia oder Schmelzresistorkörnern hiermit kein sichtbares Mikrorißsystem erzeugt wird.It is also surprising that one sufficient elasticity of the molten resistor is possible, although between the individual, while the sintered firing interconnected fused magnesia or Schmelzresistorkörnern hereby no visible microcracking system is produced.
Von Vorteil bei einem derart konditionierten Resistor ist ferner, daß der Elastifizierer, welcher bezüglich der chemischen Resistenz den Schwachpunkt des Steines darstellt, vom chemisch resistenteren Resistor gegen die Schlacken abgeschirmt wird. Hierbei können mit den erfindungsgemäßen Zugabemengen von Spinellbildnern sogar derart hohe Elastifizierungsleistungen erzielt werden, daß der Resistor soweit konditioniert ist, daß er neben seinem "internen" Elastifizierer (Ausscheidungsfelder) keine weiteren externen Elastifiziererzugaben im Versatz benötigt.From Another advantage of such a conditioned resistor is that the elasticizer, which concerning the chemical resistance represents the weak point of the stone, from more chemically resistant Resistor shielded against the slags becomes. Here you can with the addition amounts according to the invention from spinel formers even such high elastification performances be achieved that the Resistor is conditioned so far that it next to its "internal" Elastifizierer (elimination fields) no further external elastifier additions needed in the offset.
Selbstverständlich ist es dennoch möglich, weitere Elastifizierer (externe Elastifizierer) zuzugeben.Of course it is it still possible add further elastifiers (external elastifiers).
Es hat sich herausgestellt, daß es von besonderem Vorteil ist, als externen Elastifizierer einen Spinell zu verwenden, wie er auch als interner Elastifizierer Anwendung findet. Dies wird darauf zurückgeführt, daß der Resistor durch die Eigenelastifizierung derart weit mit dem Spinell abgesättigt ist, daß eine Diffusionshemmung bzw. -verminderung hierdurch erzeugt wird. Die Einflüsse durch Diffusion, beispielsweise eines reinen Hercynit, auf den Resistor werden hierdurch unterbunden.It it turned out that it It is particularly advantageous to use a spinel as an external elasticizer as it also works as an internal elasticizer. This is attributed to the fact that the resistor is so far saturated with the spinel by the self-elasticity, that one Diffusion inhibition or reduction is generated thereby. The influences by diffusion, for example, a pure hercynite, on the resistor are thereby prevented.
Bei dem erfindungsgemäßen Hauptanwendungsgebiet, nämlich der Schmelzmagnesia, werden bevorzugt FeO und Al2O3 bzw. Fe2O3 und Al2O3 zugesetzt, so daß die Ausscheidungsfelder im wesentlichen aus einem Pleonastspinell bzw. einem Spinell vom Pleonast-Typ ausgebildet werden. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Elastifizierer vom Pleonast-Typ sowohl intern als auch extern über eine erheblich verbesserte Verträglichkeit mit dem Resistor verfügt, wobei eine ausreichende Elastifizierung gewährleistet ist. Ferner weist dieser Elastifizierer gegenüber bekannten Elastifizierern eine erhöhte thermochemische Beständigkeit auf.In the main field of application according to the invention, namely fused magnesia, FeO and Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 are preferably added so that the precipitation fields are formed essentially of a Pleonasts spinel or a spinel of the Pleonast type. It has been found that this Pleonast type of elasticizer, both internally and externally, has significantly improved compatibility with the resistor, with sufficient elasticity ensured. Furthermore, this elasticizer has increased thermochemical resistance over known elastomers.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigt hierbeiThe Invention will be exemplified below with reference to a drawing explained. It shows here
Erfindungsgemäß weist ein Resistor, d.h. der Träger der Feuerfestigkeit eines feuerfesten Gemenges, üblicherweise eine metalloxidische, mineralische, körnige Komponente, Entmischungsfelder von Spinell auf. Insbesondere wird erfindungsgemäß ein Resistor auf Basis MgO gewählt, wobei dieser Resistor aus einem dotierten Magnesiumoxid besteht, welches Entmischungen von Spinell enthält. Der Spinell selbst kann eine Zusammensetzung entsprechend (Fe, Mg, Mn, Zn)2+ (Fe, Al, Mn)3+ 2 O4 haben. Die Menge dieser Spinellentmischungen in der Magnesia bzw. dem feuerfesten Resistor können zwischen 2 und 25 Gew.-% liegen. Vorteilhafterweise wird diese Spinellentmischung bei erschmolzenem Magnesiumoxid, der sog. Schmelzmagnesia, verwendet.According to the invention, a resistor, ie the carrier of the refractoriness of a refractory batch, usually comprises a metal oxide, mineral, granular component, demixing fields of spinel. In particular, a resistor based on MgO is selected according to the invention, this resistor consisting of a doped magnesium oxide which contains denaturations of spinel. The spinel itself may have a composition corresponding to (Fe, Mg, Mn, Zn) 2+ (Fe, Al, Mn) 3+ 2 O 4 . The amount of these spinel mixtures in the magnesia or the refractory resistor can be between 2 and 25 wt .-%. Advantageously, this spinel mixture is used in molten magnesium oxide, the so-called. Schmelzmagnesia.
Im erfindungsgemäßen Formkörper ist eine Korrosion weniger möglich, da der Spinell im MgO-Korn eingebunden ist und das Gefüge hierdurch seine Elastizität auf Dauer behält. Im Gegensatz hierzu verbleibt im Stand der Technik nach dem Verschleiß des Elastifizierers ein Gerüst aus einem spröden Material, welches, nachdem der Elastifizierer verschlissen ist, beschleunigt weiter verschleißen kann. Auch eine lokale Anreicherung an Korrosionsprodukten, wie sie bei Formkörpern vorkommt, in denen die Elastifizierer in körniger bzw. lokal stark angereicherter Form vorliegen, wird vermieden.in the Shaped body according to the invention less corrosion possible, since the spinel is incorporated in the MgO grain and the microstructure thereby its elasticity keeps permanently. In contrast, in the prior art remains after the wear of the Elastifizierers a scaffolding out of a brittle one Material which, after the elasticizer has worn, accelerates further wear can. Also a local accumulation of corrosion products, such as with moldings occurs in which the elastifiers in granular or locally highly enriched Form are avoided.
Wie
die beiden Abbildungen gemäß
In
den Abbildungen gemäß
Grundsätzlich kann eine derart konditionierte Schmelzmagnesia auch zusammen mit herkömmlicher Sintermagnesia verwendet werden, wenn dies aus bestimmten Gründen, beispielsweise Kostengründen,, gewünscht ist.Basically Such a conditioned fused magnesia also together with conventional sintered magnesia used if this is desired for certain reasons, such as cost reasons.
Als Ausgangsstoffe werden insbesondere kaustische Magnesia, Magnesiumhydroxid und Magnesit verwendet, wobei zur Ausbildung der Spinellentmischungen Aluminiumoxid, beispielsweise in Form von Tabulartonerde, und Eisenoxid, beispielsweise in Form von Magnetit, zugegeben werden.When Starting materials are especially caustic magnesia, magnesium hydroxide and magnesite used to form the spinel mixtures Alumina, for example in the form of tabular earth, and iron oxide, for example in the form of magnetite.
Selbstverständlich kann zur Bildung von Spinellentmischungen auch lediglich Aluminiumoxid zur Ausbildung von Aluminium-Magnesium-Spinell zugegeben werden. Weiterhin ist es selbstverständlich möglich, alle spinellbildenden Minerale entsprechend einer stöchiometrisch erforderlichen Menge als Spinellbildner zuzugeben, d.h. die entsprechenden Oxide der Elemente Eisen, Magnesium, Mangan und Aluminium oder weiterer möglicher Spinellbildner.Of course you can to form spinel mixtures also only alumina be added to the formation of aluminum-magnesium spinel. Furthermore, it goes without saying possible, all Spinel-forming minerals corresponding to a stoichiometrically required Add amount as spinel former, i. the corresponding oxides the elements iron, magnesium, manganese and aluminum or more potential Spinel.
Bei einer Schmelzmagnesia können somit beispielsweise die entsprechenden Oxide des Eisens, des Mangans und des Aluminiums zugegeben werden. Bei einem Resistor auf Basis Al2O3 würden entsprechend die Oxide des Eisens, Mangans und Magnesiums zugegeben werden können.Thus, for example, in a fused magnesia, the corresponding oxides of iron, manganese and aluminum may be added. In the case of a resistor based on Al 2 O 3 , the oxides of iron, manganese and magnesium could be added accordingly.
In
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.in the Following, the invention will be explained with reference to embodiments.
Beispiel 1:Example 1:
90
Gew.-% einer kaustischen Magnesia, 4,4 Gew.-% Eisenoxid und 5,6
Gew.-% Aluminiumoxid werden in einem Elektrolichtbogenofen bei einer
Temperatur von ca. 3.000 °C
erschmolzen (
Die erreichten Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt: Tabelle 1 The achieved properties are listed in the following table: Table 1
Dieser Tabelle kann man entnehmen, daß die Werte der elastischen Eigenschaften eines Magnesiasteins, der aus einem Resistor mit Pleonastentmischungen ausgebildet ist, weit unter den typischen Werten von reinen Magnesiasteinen liegt. Gleichzeitig wird aufgrund des plastischen, rißfreien Spannungsabbaus der Dmax-Wert überraschenderweise um mehr als 20 % gesenkt, wodurch auch die mechanischen Spannungen, die sich in einem ringförmigen Aggregat oder bei Einspannung der Ausmauerung in einen mechanischen Rahmen, etwa im Falle eines stationären Ofens, bilden, ebenfalls signifikant sinken.It can be seen from this table that the values of the elastic properties of a magnesia brick formed from a resistor with pleonastent mixtures are far below the typical values of pure magnesia stones. At the same time, due to the plastic, crack-free stress relief, the D max value is surprisingly lowered by more than 20%, as a result of which the mechanical stresses which result in an annular aggregate or when the lining is clamped in a mechanical frame, for example in the case of a stationary furnace, also decrease significantly.
Beispiel 2:Example 2:
85
Gew.-% Magnesia und 15 Gew.-% Aluminiumoxid werden in einem Elektrolichtbogenofen
bei einer Temperatur von ca. 3.000 °C erschmolzen (
Auch aus dieser Tabelle ergibt sich, daß die Werte der elastischen Eigenschaften des Spinellentmischungen aufweisenden Resistors weit unter den typischen Werten von reinen Magnesiasteinen liegen. Gleichzeitig wird aufgrund des plastischen, rißfreien Spannungsabbaus der Dmax-Wert ebenfalls um mehr als 20 % gesenkt, wodurch auch die mechanischen Spannungen in feuerfesten Mauerwerken eines Industrieofens signifikant sinken.It can also be seen from this table that the values of the elastic properties of the spinelene-containing resistor are far below the typical values of pure magnesia stones. At the same time, due to the plastic, crack-free stress reduction, the D max value is also lowered by more than 20%, as a result of which the mechanical stresses in refractory masonry of an industrial furnace also drop significantly.
Erfindungsgemäß hergestellte Formkörper lassen sich überall dort einsetzen, wo starke mechanische und thermomechanische Spannungen auftreten. Gegenüber bislang bekannten Formkörpern mit dem von Natur aus spröden MgO-Korn, insbesondere Schmelzkorn, weist der erfindungsgemäße Resistor eine erhöhte Plastizität und Elastizität auf. Hierbei ist von Vorteil, daß die Elastizität und die Plastizität in erfindungsgemäß hergestellten Resistoren im Korn selbst erzeugt wird.Produced according to the invention moldings can be everywhere Use where strong mechanical and thermo-mechanical stresses occur. Across from previously known moldings with the natural brittle MgO grain, in particular melted grain, has the inventive resistor an increased plasticity and elasticity. in this connection is an advantage that the elasticity and the plasticity in accordance with the invention Resistors in the grain itself is generated.
Selbstverständlich schließt die Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Resistors eine Anwendung in feuerfesten Formkörpern, die weitere Elastifizierer wie Spinell, Hercynit, Zirkoniumoxid oder Chromerz enthalten, nicht aus. Hier können sich die positiven Wirkungen der eigenelastifizierten Resistoren sowie der zugesetzten Elastifizierer addieren, wodurch sich eine weitere verbesserte Elastizität und Hochtemperatur-Plastizität ergibt. Dies ist der folgenden Tabelle zu entnehmen: Tabelle 3 Of course, the use of the inventively produced resistor does not exclude an application in refractory moldings containing other elastifiers such as spinel, hercynite, zirconium oxide or chrome ore. Here, the positive effects of the self-relieved resistors and the added elastifiers can add together, resulting in a further improved elasticity and high-temperature plasticity. This can be seen in the following table: Table 3
Darüber hinaus ist es selbstverständlich auch möglich, erfindungsgemäß hergestellt Resistoren zusammen mit anderen üblichen Resistoren in feuerfesten Massen oder Formkörpern zu verwenden.Furthermore it goes without saying also possible, produced according to the invention Resistors along with other usual ones Resistors to be used in refractory masses or moldings.
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